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1、化学解题技巧与应试策略系列 4策略 4速率与平衡方面试题的解题方法与技巧金点子：在化学反应中物质的变化必经过三态，即起始态、变化态和最终态。对于化学反应速率、化学平衡及其它化学反应方面的计算，如能根据反应方程式，对应地列出三态的变化，哪么便可使分析、解题变得一目了然。此方面的试题的题型及方法与技巧主要有：1化学平衡状态的判断化学反应是否达到平衡状态，关键是要看正反应速率和逆反应速率是否相等及反应混合物中各组分百分含量是否还随时间发生变化。2化学反应速率的计算与分析要充分利用速率之比等于化学方程式中的计量数之比。3化学平衡移动的分析影响因素主要有：浓度、压强、温度，其移动可通过勒沙特列原理进行分
2、析。化学平衡移动的实质是浓度、温度、压强等客观因素对正、逆反应速率变化产生不同的影响，使 V 正V 逆，原平衡状态发生移动。4等效平衡的分析主要有等温等容和等温等压两种情况。5速率与平衡的图象分析主要要抓住三点，即起点、拐点和终点。经典题：例题 1：体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的 SO2 和 O2，在相同温度下发生反应：2SO2+O2 2SO3，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中 SO2 的转化率为 p%，则乙容器中 SO2 的转化率 （ ）A等于 p% B大于 p% C小于 p% D无法判断方法：平衡中的等效转化分析法。捷径：设乙容
3、器压强保持 1.01105Pa，因甲容器中体积保持不变，2SO2+O2 2 SO3 的正反应是个气体体积缩小的反应，达到平衡时，混合气体的总压强小于 1.01105Pa。又减小压强，平衡向逆反应方向移动，则甲容器中 SO2 转化率低，乙容器中（定压）SO2 的转化率高。以此得答案为 B。总结：将两平衡态先相联系，再依据平衡移动原理相互转化，便能快速方便获得结果。例题 2 ：在一定温度下，向 a L 密闭容器中加入 1 mol X 气体和 2mol Y 气体，发生如下反应：X(g) + 2Y(g) 2Z(g)。此反应达到平衡的标志是 ( )A容器内压强不随时间变化 B容器内各物质的浓度不随时间变
4、化C容器内 X、Y、Z 的浓度之比为 l : 2 : 2D单位时间消耗 0.1 mol X 的同时生成 0.2 mol Z方法：从平衡状态下正逆反应速率相等分析。捷径：此反应为一气体分子数减小的反应，故容器内压强不随时间变化，说明巳达平衡。各物质的浓度不随时间变化而变化，说明正逆反应速率相等，巳达平衡状态。浓度为一固定比值不能说明巳达平衡。D 项中的所述均为正反应，未提到逆反应，故不能判断。以此得答案为 AB。总结：平衡状态的判断，是高考中的重点内容，也是平衡中的重点。此类试题只要抓住平衡状态下速率相等，各成分的百分含量保持不变，即可求解。例题 3 ：在一定体积的密闭容器中放入 3L 气体 R
5、 和 5L 气体 Q，在一定条件下发生反应：2R（g）+5Q（g）= 4X（g）+nY（g）。反应完全后，容器温度不变，混和气体的压强是原来的 87.5%，则化学方程式中的 n 值是 （ ）A2 B3 C4 D5方法：根据化学反应直接分析判断，属过量计算。捷径：本题所述及的反应不是可逆反应。3L 气体 R 和 5L 气体 Q 反应时，R 过量 1L，同时生成 4LX 气体和 nLX 气体，根据题意 ，所以 n=2 。总结：本题若看成是可逆反应，似乎也可以得到相同的答案，但它们之间有严格区别的，若看成是可逆反应，n 只能等于 1，因为 Q 气体不能全部参加反应，而 Q 气体完全反应。该题中 n
6、只能等于 2。我们把本题安排在可逆反应这一部分中，目的是希望大家能很好地比较两者之间的差异，不能混为一谈。例题 4：在一定温度下, 把 2 mol SO2 和 1 mol O2 通入一个一定容积的密闭的容器里, 发生如下反应：2SO2+O2 2 SO3当此反应进行到一定程度时, 反应混和物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变, 令 a、b、c 分别代表初始加入的 SO2、O2 和 SO3 的物质的量(mol)。如果 a、b、c 取不同的数值, 它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：(1)若 a=0,b=0
7、, 则 c= .(2)若 a=0.5, 则 b= 和 c= .(3)a、b、c 取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含 a 和 c,另一个只含 b 和 c)： 。方法：此题属等温等容的等效平衡，因两边的气体分子数不等，故要达到等效，必须满足SO2 为 2 mol 和 O2 为 1 mol ( 或通过逆向转换产生) 。捷径：（1）2 mol SO3 相当于 2 mol SO2 和 1molO2（2）0.5 mol SO2 与 0.25 mol O2 反应生成 0.5 mol SO3，再加上 1.5 mol SO3，其 SO3的量是 2 mol，同（1）（3）若 SO2 与 S
8、O3 物质的量之和等于 2，相当于原来加入 2 mol SO2。c mol SO3 分解得 mol O2，若 +b=1，两者之和等于初始氧气的量就符合题意。以此得(1)c=2；(2)b= 0.25 ，c= 1.5。(3) a+c=2 ，2b+c=2 。 总结：此题的类型为：在其他条件不变时，改变平衡体系中有关物质的量，使之平衡状态相同。其解题思路是：有关物质的量不论取何值，都把它转化成最初给定的物质的量。若其值与题干给出的量相同，则符合题意。我们把这一类问题称作等效平衡，“等效”是指改变加入的物质与原来加入的物质，在数量上“等效”。例题 5 ：某化学反应 2A BD 在四种不同条件下进行，B、
9、D 起始浓度为 0，反应物 A 的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：根据上述数据，完成下列填空：（1）在实验 1，反应在 10 至 20 分钟时间内平均速率为 mol/(Lmin)。（2）在实验 2，A 的初始浓度 C2 mol/L，反应经 20 分钟就达到平衡，可推测实验2 中还隐含的条件是 。（3）设实验 3 的反应速率为 V3，实验 1 的反应速率为 V1，则 V3 V1（填、），且 C3 1.0mol/L（填、）（4）比较实验 4 和实验 1，可推测该反应是 反应（选填吸热、放热）。理由是方法：图表分析法。捷径： (1)实验 1 中，反应在 10min 到 20m
10、in 内的平均反应速率为（0.80 0.67）molL110min = 0.013molL1min1。（2）实验 1 与实验 2 相比，平衡时的组成保持不变，温度保持不变，所以起始时 A 的浓度与实验 1 相同，即 1.0molL1，由于实验 2 的反应速率大于实验 1，所以实验 2 中隐含的反应条件是使用了催化剂。（3）实验 3 中，平衡时 A 的浓度大于实验 1，所以 C3 应大于 1.0 mol/L，在其他条件不变时 V3V1 （4）升高温度（从 800变成 820）平衡时，A 的浓度下降，表明平衡向正反应方向移动，因此正反应为吸热反应。总结：本题是利用不同时间或不同条件下 A 的浓度变
11、化值考查化学平衡移动原理，题目设计新颖，尤其是第 2 问更具特色，利用图象、表格考查化学基础知识是上海试题的特色，也代表当前命题方向和趋势。例题 6 ：牙齿表面由一层硬的、组成为 Ca5（PO4）3OH 的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5（PO4）3OH（S） 5Ca2+ + 3PO43 + OH进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿受腐蚀，其原因是 。已知 Ca5（PO4）3F（S）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。请用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因 。根据以上原理，请你提出一种其他促进矿化的办法： 。方法：根据题示信息，从平衡移动的角
12、度进行分析。捷径：细菌和酶作用于食物，生成的有机酸，能中和 OH，使平衡向脱矿方向移动，所以加速腐蚀牙齿。当加入 Ca2+或 PO43时，因为 Ca5（PO4）3F 的溶解度比 Ca5（PO4）3OH更小，所以当 F存在时，有利于 Ca5（PO4）3F 的生成，其反应方程式为：5Ca2+3PO43+F=Ca5（PO4）3F，又由于它的质地坚固，所以能达到保护牙齿的目的。若增大 Ca2+或 PO43的浓度均有利平衡向矿化方向移动。总结：这是一个贴近生活健康知识的试题。一方面考查化学知识，同时提供了爱护牙齿的方法。这种结合生产，贴近生活。问题是命题的方向。 金钥匙：例题 1 ：在一个 6L 的密闭
13、容器中，放入 3L X（g）和 2L Y（g），在一定条件下发生下列反应：4X（g）+ 3 Y（g） 2Q（g）+ nR（g）达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加 5% ，X 的浓度减小 1/3，则该反应方程式中的 n 值是（ ）A3 B4 C5 D6 方法：本题可根据方程式，通过始态、终态的分析求解，但比较繁杂。如能从整体思想来调动思路，考察此题的平衡问题，则很容易发现平衡向体积增大的正反应方向移动了，这样便能迅速获解。捷径：因达到平衡后，容器内温度不变，X 的浓度减小 1/3，说明反应向正方向移动，而混合气体的压强比原来增加 5% ，又说明正方向为气体物质的量增大的方向。以
14、此方程式中反应物的化学计量数小于生成物的化学计量数，即 4+32+n ，得 n5 。故此题正确答案为 D 。总结：该题若纠缠于具体问题的求解，不仅繁杂，而且容易出错。例题 2 ：将含 1 mol NH3 的密闭容器 a 加热，部分 NH3 分解并达到平衡，此时 NH3 的体积百分数为 x % ，若在该容器中加入 2 mol NH3 后密封，加热到相同温度，使反应达到平衡时，设此时 NH3 的体积百分数为 y % ，则 x 和 y 的正确关系是（ ）Axy Bxy Cx=y Dxy方法：通过设定三倍于原容器的另一假想等效态，然后再将其转化成现状态，分析转化过程中的变化情况即可。捷径：假设把 3
15、mol NH3 先加入容积为 a 的 3 倍的容器 b 中，加热到相同温度，达到平衡时，此时与 1 mol NH3 加到 a 容器中属等效态(也即 NH3 的体积百分数为 x %)。然后再压缩容器，使其变成与 a 容器等体积，因 NH3 的分解反应为气体分子数增大的反应，故加压时平衡向逆反应方向移动，达到新的平衡时 NH3 的体积百分数 y % 必大于 x % ，则答案为B。总结：此题如从正面直接分析常会得出错误的判断。但若通过设定另一假想态，进行类比，问题就显得十分明朗。例题 3 ：反应 2A（g）+3B（g）= 2C（g）+2D（g）在四种不同情况下的反应速率如下：v（A）= 0.3molL1 s1，v（B）= 0.6molL1s1 ，v（C）= 0.48molL
